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Dissertações |
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MAYSA CANDIDO MARQUES
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Desenvolvimento de um nanocompósito de cobre - óxido de cobre(I) intercalado entre folhas de óxido de grafeno
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Orientador : MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEX DA SILVA SIRQUEIRA
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ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
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ESTACIO TAVARES WANDERLEY NETO
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MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
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Data: 15/02/2024
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A utilização de rotas alternativas na obtenção de derivados funcionais do grafeno se faz necessária visto que os métodos tradicionais, como Brodie, Staudenmaier e Hummers, utilizam de agentes oxidantes extremamente fortes. Neste estudo, um nanocompósito, utilizando óxido de grafeno (OG), cobre metálico (Cu0) e óxido de cobre (I) (Cu2O) foi desenvolvido por meio de síntese eletroquímica. Inicialmente, o OG foi preparado por esfoliação eletroquímica do grafite (Gr) em uma solução eletrolítica contendo 40 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) 0,5 M, variando a tensão de +3 V a +7 V durante 20 minutos. Em seguida, o nanocompósito OG/Cu-Cu2O foi preparado em três proporções diferentes por eletrossíntese, mantendo-se a corrente constante em 50 mA durante uma hora, utilizando o método galvanostático. Durante a eletrossíntese, íons cúpricos (Cu2+) foram reduzidos a nanopartículas (NPs) de cobre e óxido de cobre (I) (NPsCu-Cu2O), estabilizadas em uma dispersão aquosa de OG. As NPs, o OG e os nanocompósitos (NCs) foram caracterizados por diversas técnicas, incluindo espectroscopia UV-vis, FTIR, Espectroscopia Raman, TGA, DRX e MEV. Os resultados confirmaram que o OG é obtido com rendimento de 72 % e bom nível de oxidação, porém o TGA revelou impurezas no material final. Os NCs foram obtidos com êxito e, o DRX mostrou que um baixo o teor de OG dificulta a oxidação do Cu0.
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Using alternative routes to obtain functional graphene derivatives is imperative, as traditional methods such as Brodie, Staudenmaier, and Hummers employ highly potent oxidizing agents. In this study, a nanocomposite comprising graphene oxide (GO), metallic copper (Cu0), and copper (I) oxide (Cu2O) was developed through electrochemical synthesis. Initially, GO was prepared via electrochemical exfoliation of graphite (Gr) in a 0.5 M sulfuric acid (H2SO4) electrolyte solution, with the voltage ranging from +3 V to +7 V over 20 minutes. Subsequently, the GO/Cu-Cu2O nanocomposite was synthesized in three different ratios via electrosynthesis, maintaining a constant current of 50 mA for one hour using the galvanostatic method. During electrosynthesis, cupric ions (Cu2+) were reduced to copper and copper (I) oxide (Cu-Cu2O) nanoparticles (NPs), stabilized in an aqueous dispersion of GO. The NPs, GO, and nanocomposites (NCs) underwent characterization using various techniques, including UV-vis spectroscopy, FTIR, Raman spectroscopy, TGA, XRD, and SEM. The results confirmed a 72% yield of GO with a good oxidation level, although TGA revealed impurities in the final material. The successful synthesis of NCs was achieved, and XRD analysis indicated that a low GO content hinders the oxidation of Cu0.
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JÚLIO GABRIEL DE FALCO MANUEL
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Estudo Computacional de Modelos de Leis de Potência e Weibull Aplicados a Fluidos Magneto-Reológicos
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Orientador : ANTONIO JOSE FARIA BOMBARD
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO JOSE FARIA BOMBARD
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ERIC R WEEKS
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JUAN DE VICENTE ÁLVAREZ-MANZANEDA
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LUIS FERNANDO DE OSORIO MELLO
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PEDRO PAULO BALESTRASSI
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Data: 07/06/2024
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Fluidos magneto-reológicos (MRFs) são materiais inteligentes de interesse crescente na pesquisa e na indústria devido à sua versatilidade em sistemas mecânicos e mecatrônicos. Como principais características reológicas, os MRFs devem apresentar baixa viscosidade na ausência de campo magnético (0,1 - 1,0 Pa.s) e alta tensão de escoamento (50 - 100 kPa) quando magnetizados, a fim de otimizar o efeito magneto-reológico, que é responsável por suas principais propriedades. Tais propriedades, por sua vez, são diretamente influenciadas pela composição, fração volumétrica (concentração), tamanho e distribuição de tamanho (polidispersidade) das partículas suspensas, sendo esta última um dos fatores mais importantes na melhoria de sua principais características Como é bem conhecido na literatura, o alargamento da distribuição de tamanhos da fase sólida aumenta a fração de empacotamento máxima e reduz a viscosidade das suspensões concentradas. Desta forma, ajustando-se cuidadosamente a polidispersidade, é possível aumentar o efeito magneto-reológico de MRFs concentrados. Entretanto, até hoje não existe nenhum modelo analítico conhecido para calcular a chamada fração de empacotamento máxima de materiais particulados, e muitas vezes é necessário utilizar uma abordagem numérica para estimá-la. Neste contexto, muitas funções podem ser utilizadas para se obter aproximações, e este trabalho tem como objetivo estudar via simulações computacionais três modelos comuns da ciência e da engenharia: a distribuição de Andreasen-Andersen, a distribuição de Dinger-Funk (Andreasen-Andersen modificada) e a distribuição de Weibull. Simulações em 1D e 3D foram realizadas para calcular as frações de empacotamento máxima e, em seguida, estes dados foram discutidos e comparados. Os resultados da simulação mostram que quando o módulo da distribuição de Dinger-Funk é 𝑞 ≈ 0,5, existe uma fração de empacotamento máxima que deve diminuir significativamente a viscosidade relativa. Além disso, os resultados mostram que ampliando-se a distribuição de tamanhos é possível obter uma polidispersidade ainda maior da fase sólida. Estes dados sugerem, portanto, que pode ser possível otimizar a viscosidade dos MRFs ajustando cuidadosamente a distribuição de tamanhos, abrindo caminho para a preparação de MRF com um efeito magneto-reológico ainda mais forte.
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Magnetorheological fluids (MRFs) are smart materials of increasing interest in research and industry due to their versatility in mechanical and mechatronic systems. As main rheological features, MRFs must present low viscosity in the absence of a magnetic field (0.1 - 1.0 Pa.s) and high yield stress (50 - 100 kPa) when magnetized in order to optimize the magnetorheological effect, which is responsible for its most important properties. These properties, in turn, are directly influenced by the composition, volume fraction (concentration), size, and size distribution (polydispersity) of the suspended particles, the latter being one of the most important factors in improving their quality. As is well known in the literature, widening the size distribution of the solid phase increases the maximum packing fraction and reduces the viscosity of concentrated suspensions. Therefore, by carefully adjusting the polydispersity, it is possible to increase the magnetorheological effect of concentrated MRFs. However, there is no known analytical model to calculate the so-called packing efficiency of particulate materials, and a numerical approach is often necessary. In this context, many functions can be used in these approximations, and this work aims to study via simulations three common models from science and engineering: the Andreasen-Andersen distribution, the Dinger-Funk distribution (modified Andreasen-Andersen), and the Weibull distribution. Simulations in 1D and 3D were carried out to compute the packing fractions, and their data were compared. The simulation results show that when the distribution modulus of the Dinger-Funk distribution is 𝑞≈0.5, there is a maximum packing fraction that should lower the relative viscosity. Also, the results show that by widening the particle size distribution, it is possible to get an even greater polydispersity of the solid phase. These data suggest that it may be possible to optimize the viscosity of MRFs by carefully adjusting the size distribution, paving the way for preparing MRFs with a stronger magnetorheological effect.
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LEONARDO ALMEIDA FREIRE
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Propriedades termoelétricas de cerâmicas de CaMnO3 produzidas por diferentes rotas de síntese em atmosferas oxidante e redutora
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Orientador : MARIA VIRGINIA GELFUSO
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIANA MARIA ABREU DA SILVA MORBEC
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MARIA VIRGINIA GELFUSO
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SYLMA CARVALHO MAESTRELLI
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Data: 12/07/2024
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Na busca por energia limpa e sustentável, materiais termoelétricos vêm sendo estudados e aprimorados, sendo a manganita de cálcio, CaMnO3 (CMO), um dos materiais mais proeminentes. Neste contexto, foi realizado o estudo sobre a produção de cerâmicas de CaMnO3 em diferentes atmosferas com o intuito de otimizar suas propriedades termoelétricas. Pós de CMO foram sintetizados por meio da reação em estado sólido (RES) e da rota química, método de Pechini modificado (QUI). Atmosferas redutoras e oxidantes (ar, O2 ou 10 % H2/N2) foram usadas durante as etapas de preparação das amostras, calcinação e sinterização. Investigou-se a influência da rota de síntese, modificando os tempos de calcinação e sinterização (3, 6, 12 e 24 h), avaliando suas influências nas fases formadas, bem como nas propriedades das cerâmicas produzidas. A partir da análise térmica diferencial, realizada em diferentes atmosferas, a temperatura de 800 ºC foi identificada como a de cristalização da fase CMO, porém resultou em excessivas fases secundárias indesejáveis. Por isso, lotes de pós foram calcinados a 1000 ºC durante 3 ou 24 h, nas diferentes atmosferas. Microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) foi utilizada para a avaliação da morfologia, da microanálise química e da granulometria das partículas obtidas nas sínteses RES e QUI. Análises de Difração de Raios X (DRX), associadas ao refinamento de Rietveld, foram empregadas para quantificar as fases formadas. Medições de coeficiente Seebeck e condutividades térmica e elétrica, em função da temperatura, foram realizadas para se caracterizar as propriedades termoelétricas e calcular os valores de Figura de Mérito (zT), obtidos para cada condição estudada. Observou-se pouca variação entre as fases e respectivas quantidades geradas, sob as atmosferas de O2 e ar, porém, o uso da atmosfera de H2/N2, na sinterização, resultou em completa redução do CMO, não formando, portanto, a fase de interesse. A calcinação a 1000 ºC (ao ar ou O2) favoreceu a formação da fase CMO, especialmente para os pós RES, que apresentaram frações mássicas da fase de interesse entre 78 % e 100 %, enquanto para os pós QUI, a fração de CMO formada variou entre 60 % e 70 %. Os pós calcinados a 1000 °C foram relevantes na formação da microestrutura das cerâmicas sinterizadas, pois as quantidades da fase CMO nos pós interferiram no processo de densificação e de crescimento de grãos, enquanto o uso dos pós calcinados a 800 ºC gerou cerâmicas com as menores densidades relativas (64,1%). As cerâmicas sinterizadas em H2/N2 se mostraram eletricamente muito resistivas, já as cerâmicas sinterizadas em oxigênio apresentaram os maiores valores de condutividade elétrica (4117 S/m), e maiores zT’s (0,08) dentre as amostras produzidas. As cerâmicas de CMO, obtidas pela rota QUI, apresentaram baixíssima condutividade elétrica em relação às produzidas por RES, e, portanto, obtiveram os menores zT’s, ainda que tenham apresentado os desejáveis e baixos valores de condutividade térmica (1,42 W/mK) comparativamente aos valores de obtidos para as cerâmicas de CMO RES (4,02 W/mK).
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In the pursuit of clean and sustainable energy, In the quest for clean and sustainable energy, thermoelectric materials have been extensively studied and improved, with calcium manganite, CaMnO3 (CMO), being one of the most relevant materials. In this context, a study was conducted on the production of CaMnO3 ceramics in different atmospheres to optimize their thermoelectric properties. CMO powders were synthesized using solid-state reaction (SSR) and the modified Pechini chemical method (QUI). Reducing and oxidizing atmospheres (air, O2, or 10% H2/N2) were used during the sample preparation stages, calcination, and sintering. The influence of the synthesis route was investigated by modifying the calcination and sintering times (3, 6, 12, and 24 hours), evaluating their effects on the formed phases as well as the properties of the produced ceramics. Differential thermal analysis conducted in different atmospheres identified 800 ºC as the crystallization temperature of the CMO phase, but it resulted in excessive undesirable secondary phases. Therefore, batches of powders were calcined at 1000 ºC for 3 or 24 hours in different atmospheres. Scanning electron microscopy (SEM/EDS) observations were carried out to evaluate the morphology, chemical microanalysis, and particle size distribution of the particles obtained in SSR and QUI syntheses. X-ray diffraction (XRD) analysis, coupled with Rietveld refinement, was used to quantify the formed phases. Measurements of the Seebeck coefficient and thermal and electrical conductivities as a function of temperature were performed to characterize the thermoelectric properties and calculate the Figure of Merit (zT) values for each studied condition. Little variation was observed between the phases and their respective amounts under O2 and air atmospheres; however, using the H2/N2 atmosphere during sintering resulted in the complete reduction of CMO, thus not forming the desired phase. Calcination at 1000 ºC (in air or O2) favored the formation of the CMO phase, especially for SSR powders, which presented mass fractions of the desired phase between 78% and 100%, while for QUI powders, the CMO phase fraction ranged between 60% and 70%. The powders calcined at 1000 ºC were relevant in forming the microstructure of the sintered ceramics, as the quantities of the CMO phase in the powders influenced the densification and grain growth processes, whereas using powders calcined at 800 ºC resulted in ceramics with the lowest relative densities (64.1%). Ceramics sintered in H2/N2 were found to be highly electrically resistive, whereas ceramics sintered in oxygen exhibited the highest electrical conductivity values (4117 S/m) and the highest zT values (0.08) among the produced samples. CMO ceramics obtained by the QUI route presented very low electrical conductivity compared to those produced by SSR, and therefore, achieved the lowest zT values, even though they exhibited the desirable low thermal conductivity values (1.42 W/mK) compared to those obtained for SSR CMO ceramics (4.02 W/mK).
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HELEN VANESSA FERREIRA CAMPOS
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ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE POLÍMEROS SUPERABSORVENTES E SUBSTITUIÇÃO DE AGREGADO CONVENCIONAL POR RESÍDUOS DE MADEIRA EM ARGAMASSAS.
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Orientador : MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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CARLOS EDUARDO MARMORATO GOMES
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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VALQUIRIA CLARET DOS SANTOS
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VANDER ALKMIN DOS SANTOS RIBEIRO
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Data: 20/08/2024
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Este estudo tem como objetivo investigar a substituição parcial da areia por resíduos de madeira (RDM) em compósitos à base de cimento, buscando mitigar o impacto ambiental decorrente da extração de areia, um recurso não renovável. A introdução aborda a importância da areia nos compósitos cimentícios e os benefícios potenciais da utilização de RDM, como a leveza e as propriedades termoacústicas aprimoradas. No entanto, também se observa uma diminuição na resistência à compressão e na qualidade da mistura devido à maior absorção de água pelos resíduos. Para abordar essas questões, a metodologia incluiu uma análise bibliométrica nas bases de dados Scopus e Web of Science, visando identificar estudos relevantes para futuras pesquisas. Com base nessa revisão, foram formuladas e avaliadas nove formulações de argamassas, que passaram por ensaios de caracterização física e avaliação de desempenho nos estados fresco e endurecido. Os resultados indicam que a incorporação de SAP e RDM impactou as propriedades das argamassas. Notou-se uma redução na massa específica com o aumento da adição e/ou substituição. No estado endurecido, todas as misturas apresentaram diminuição na resistência à compressão, com a adição exclusiva de SAP resultando em menores perdas em comparação às misturas com RDM. As misturas que incluíram resíduos de madeira mostraram maior variação na resistência, sugerindo menor homogeneidade, a qual foi melhorada com a inclusão de SAP. A substituição de areia por RDM não comprometeu significativamente a resistência à tração; no entanto, a combinação de RDM e SAP resultou em decréscimos nessas propriedades. Em conclusão, a pesquisa demonstra que a adição de SAP pode mitigar algumas das desvantagens associadas ao uso de RDM em argamassas, contribuindo para o desenvolvimento de materiais de construção mais sustentáveis e eficientes.
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This study aims to investigate the partial replacement of sand with wood residues (RDM) in cement-based composites, seeking to mitigate the environmental impact resulting from the extraction of sand, a non-renewable resource. The introduction addresses the importance of sand in cementitious composites and the potential benefits of using RDM, such as improved lightness and thermoacoustic properties. However, a decrease in compressive strength and mix quality is also observed due to the increased water absorption by the residues. To address these issues, the methodology included a bibliometric analysis in the Scopus and Web of Science databases, aiming to identify relevant studies for future research. Based on this review, nine formulations of mortars were developed and evaluated, undergoing physical characterization tests and performance assessment in both fresh and hardened states. The results indicate that the incorporation of SAP and RDM impacted the properties of the mortars. A reduction in specific mass was noted with increasing addition and/or replacement. In the hardened state, all mixtures exhibited a decrease in compressive strength, with the exclusive addition of SAP resulting in lower losses compared to mixtures with RDM. Mixtures containing wood residues showed greater variation in strength, suggesting lower homogeneity, which was improved with the inclusion of SAP. The replacement of sand with RDM did not significantly compromise tensile strength; however, the combination of RDM and SAP resulted in decreases in these properties. In conclusion, the research demonstrates that the addition of SAP can mitigate some of the disadvantages associated with the use of RDM in mortars, contributing to the development of more sustainable and efficient building materials.
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CINTHIA DE SOUZA
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ESTUDO DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DO USO DE LODO NEUTRO COMO PRODUTO ALTERNATIVO À BASE DE GESSO NA CONSTRUÇÃO CIVIL
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Orientador : FABRÍCIO VIEIRA DE ANDRADE
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MEMBROS DA BANCA :
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ALDO GIUNTINI DE MAGALHÃES
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ANTONIO JOSE FARIA BOMBARD
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CARLOS AUGUSTO DE SOUZA OLIVEIRA
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FABRÍCIO VIEIRA DE ANDRADE
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Data: 21/08/2024
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Os materiais principais utilizados neste trabalho foram o lodo neutro produzido pela empresa Nexa em uma de suas plantas em Cajamaquila, no Peru e o gesso comercial. Foram avaliadas as viabilidades técnica e econômica de reaproveitar o lodo neutro na forma de blend (mistura de lodo neutro e gesso comercial) como revestimento para construção civil. De acordo com a Nexa (2022), lodo neutro refere se a um tipo de resíduo gerado em processos de tratamento de águas residuais, sendo um produto proveniente do processo de purificação biológica e físico-química, onde é eliminada a maior parte dos contaminantes presentes nas águas residuais. Os estudos desenvolvidos com esse material consistiram em avaliar as propriedades físicas-químicas e mecânicas de misturas de lodo e do gesso comercial, com porcentagens em massa de lodo em relação ao gesso comercial (material de controle) puro que variaram 10%, 20%, 30%, 40% e 50%. As amostras foram caracterizadas na forma de pó através de análises térmicas, mineralógicas e granulométricas. No estado fresco as amostras passaram por análise do tempo de pega. Já no estado endurecido foram avaliadas as resistências a compressão e a tração. Para realização da análise de viabilidade econômica foi contratada consultoria da empresa FEA Junior da USP - SP, que através de especialistas realizou o estudo de mercado do gesso, considerando o mercado peruano. Os resultados sugerem que todos os traços ficaram dentro da Norma Americana C28/C28M para resistência a compressão, e dentro da NBR 13528-2 e da Norma Europeia EN 13279-1 para resistência a aderência por tração. Apesar do traço de 30% sem aditivo ter atendido a estas normas, houve dificuldades durante os testes devido ao reduzido tempo de pega. Na aplicação do blend na parede, de acordo com as considerações do aplicador contratado para fazer o serviço, a porcentagem de 20% sem aditivo apresentou facilidade de aplicação, porém secou rápido, esta secagem rápida de acordo com profissional é uma vantagem em relação ao gesso comercial. Com porcentagem de 50% com aditivo Blok Gesso, o aplicador relatou a ocorrência da secagem acelerada, mas afirmou que esta característica facilitou o acabamento em relação ao gesso comercial. Diante dos resultados, foi possível concluir que tecnicamente é viável o uso do blend de lodo neutro e gesso comercial com revestimento de paredes na construção civil, podendo se utilizar a porcentagem de 20% sem aditivo e porcentagens de 30% a 50% com aditivo, porém, para o uso em grandes escalas, principalmente para os traços com maiores percentuais de lodo neutro (40% e 50%), é possível que seja necessário ajustar a quantidade do aditivo para a obtenção de melhor tempo de pega. Já de acordo com a análise de viabilidade econômica realizada pela FEA Junior da USP - SP, observou-se que a construção civil é um mercado promissor para direcionar a produção do blend, trazendo como parâmetro principalmente a correlação entre os dois mercados e o indicativo que a demanda por gesso na construção civil se sobrepõe à soma dos demais mercados que utilizam gesso para outros fins, porém de acordo com os estudos, a aplicação do blend como produto alternativo do gesso não deve limitar apenas ao revestimento para paredes, deve - se considerar também as hipóteses de aplicação na produção de Drywall e na indústria de cimento, assim seria agregado valor ao produto produzido.
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The main materials used in this work were neutral sludge produced by the company Nexa in one of its plants in Cajamaquilla, Peru and commercial gypsum. The technical and economic feasibility of reusing neutral sludge in the form of a blend (mixture of neutral sludge and commercial plaster) as a coating for civil construction was evaluated. According to Nexa (2022), neutral sludge refers to a type of waste generated in wastewater treatment processes, being a product originating from the biological and physical-chemical purification process, where most contaminants are eliminated. present in wastewater. The studies carried out with this material consisted of evaluating the physical-chemical and mechanical properties of mixtures of sludge and commercial gypsum, with percentages by weight of sludge in relation to pure commercial gypsum (control material) that varied between 10%, 20%, 30%, 40% and 50%. The samples were characterized in powder form through thermal, mineralogical and granulometric analyses. In the fresh state, the samples underwent setting time analysis. In the hardened state, the compressive and tensile strengths were evaluated. To carry out the economic viability analysis, consultancy was hired from the company FEA Junior from USP - SP, which through specialists carried out the gypsum market study, considering the Peruvian market. The results suggest that all traits were within the American Standard C28/C28M for compressive strength, and within NBR 13528-2 and the European Standard EN 13279-1 for tensile adhesion strength. Although the 30% mix without additive met these standards, there were difficulties during testing due to the reduced setting time. When applying the blend to the wall, according to the considerations of the applicator hired to do the service, the 20% percentage without additive was easy to apply, but it dried quickly, this quick drying according to a professional is an advantage in relation to plaster commercial. With a percentage of 50% with Blok Gesso additive, the applicator reported the occurrence of accelerated drying, but stated that this characteristic made the finish easier compared to commercial plaster. Given the results, it was possible to conclude that it is technically viable to use a blend of neutral sludge and commercial plaster as wall coverings in civil construction, with a percentage of 20% without additive and percentages of 30% to 50% with an additive being able to be used. However, for use on large scales, especially for mixes with higher percentages of neutral sludge (40% and 50%), it may be necessary to adjust the amount of additive to obtain better setting times. According to the economic viability analysis carried out by FEA Junior at USP - SP, it was observed that civil construction is a promising market to direct the production of the blend, using as a parameter mainly the correlation between the two markets and the indication that the demand for plaster in civil construction overlaps with the sum of other markets that use plaster for other purposes, however, according to studies, the application of the blend as an alternative product to plaster should not be limited to wall coverings, it should be considered also the hypotheses of application in the production of Drywall and in the cement industry, thus adding value to the product produced.
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LIVIA CECILIA DOS PASSOS ARAUJO
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TECNOLOGIA VERDE PARA ESTABILIZAÇÃO TERMO-OXIDATIVA DE ISOLADORES DE SILICONE
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Orientador : MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ADHIMAR FLAVIO OLIVEIRA
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ALEX DA SILVA SIRQUEIRA
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ESTACIO TAVARES WANDERLEY NETO
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GEISE RIBEIRO
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MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
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PAULO JANSEN DE OLIVEIRA FIGUEIREDO
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Data: 01/03/2024
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A borracha de silicone (SIR) é utilizada na fabricação de isoladores para transmissão de energia elétrica. A adição de alguns aditivos pode, de uma maneira eficiente, melhorar a resistência à degradação térmica da SIR. Neste trabalho foi desenvolvido e estudado um aditivo baseado no complexo Zn(II)-Curcumina como estabilizante térmico da borracha de silicone. O complexo Zn(II)-Curcumina foi sintetizado a partir da reação de curcumina com sulfato de zinco (ZnSO4.7H20), numa razão molar de 1:1 em solução de metanol, mantida em refluxo por 2 horas. O complexo metálico foi incorporado na borracha de silicone nas composições de 2%, 4%, 6%, 8% e 10% em peso. As análises espectroscópicas confirmaram a síntese do complexo Zn(II)-Curcumina. O UV-Vis mostrou transições eletrônicas ππ* e nπ* em 435 nm e 450 nm, respectivamente. A espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) mostrou o desaparecimento das bandas dos grupos (C=O) em 1743 cm-1 e C(O)-C em 1367 cm-1, no complexo Zn(II)-Curcumina. A difração de raio X (DRX) mostrou que tanto a curcumina quanto o complexo são materiais cristalinos e permitiu estimar o tamanho médio dos cristais através da Equação de Debye-Scherrer’s. A análise de Microscopia Eletrônica de Varredura com Energia Dispersiva (MEV-EDS), mostrou uma morfologia diferente no complexo metálico (agregados irregulares e elevada porosidade). As composições de borracha de silicone contendo o complexo metálico (Zn(II)-Curcumina/SIR) foram caracterizadas pelo teor de gel, ângulo de contato, FTIR, MEV-EDS, análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e tempo de oxidação indutivo (OIT). O teor gel das composições Zn(II)-Curcumina/SIR mostrou que a adição do complexo não muda significativamente o grau de reticulação da borracha. Se observou um aumento do grau de hidrofobicidade com a incorporação do complexo metálico na matriz da borracha. O FTIR confirmou a incorporação do complexo Zn(II)-Curcumina na borracha. A análise de TGA mostrou que a incorporação do complexo metálico não muda o perfil de degradação da SIR, observando-se um significativo aumento na estabilidade térmica da SIR para composições do complexo metálico acima de 8% em peso. O estudo dinâmico da reação de cura por DSC mostrou que a incorporação do complexo Zn(II)-Curcumina não afeta a reação de cura.
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Silicone rubber (SIR) is used in the manufacture of insulators for transmitting electrical energy. The addition of some additives can efficiently improve the resistance to thermal degradation of SIR. In this work, an additive based on the Zn(II)-Curcumin complex was developed and studied as a thermal stabilizer of silicone rubber. The Zn(II)-Curcumin complex was synthesized from the reaction of curcumin with zinc sulfate (ZnSO4.7H20), in a molar ratio of 1:1 in methanol solution, kept at reflux for 2 hours. The metal complex was incorporated into silicone rubber in compositions of 2%, 4%, 6%, 8% and 10% by weight. Spectroscopic analyzes confirmed the synthesis of the Zn(II)-Curcumin complex. UV-Vis showed ππ* and nπ* electronic transitions at 435 nm and 450 nm, respectively. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) showed the disappearance of the bands of the groups (C=O) at 1743 cm-1 and C(O)-C at 1367 cm-1, in the Zn(II)-Curcumin complex. X-ray diffraction (XRD) showed that both curcumin and the complex are crystalline materials and allowed the average crystal size to be determined using the Debye-Scherrer’s Equation. Energy Dispersive Scanning Electron Microscopy (SEM-EDS) analysis showed a different morphology in the metallic complex (irregular aggregates and high porosity). The silicone rubber compositions containing the metal complex (Zn(II)-Curcumin/SIR) were characterized by gel content, contact angle, FTIR, SEM-EDS, thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and inductive oxidation time (OIT). The gel content of the Zn(II)-Curcumin/SIR compositions showed that the addition of the complex does not significantly change the degree of crosslinking of the rubber. An increase in the degree of hydrophobicity was observed with the incorporation of the metal complex into the rubber matrix. FTIR confirmed the incorporation of the Zn(II)-Curcumin complex into the rubber. The TGA analysis showed that the incorporation of the metal complex does not change the degradation profile of the SIR, observing a significant increase in the thermal stability of the SIR for concentrations of the metal complex above 8% by weight. The dynamic study of the curing reaction by DSC showed that the incorporation of the Zn(II)-Curcumin complex does not affect the curing reaction.
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GLAUBER ZERBINI COSTAL
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ARGAMASSA COM A INCORPORAÇÃO DE REJEITO DE MINÉRIO DE FERRO NANOESTRUTURADO
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Orientador : FRANCISCO MOURA FILHO
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MEMBROS DA BANCA :
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WELYSON TIANO DOS SANTOS RAMOS
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CARLOS EDUARDO PASSAGLI BARRAL
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FRANCISCO MOURA FILHO
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MARCIO MARTINS LAGE JUNIOR
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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VIVIANY GERALDO DE MORAIS
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Data: 05/04/2024
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A mineração é uma atividade de grande impacto econômico, contudo a geração de resíduos tais com RMF têm causado preocupação na comunidade científica e governos, o que têm impulsionado a busca por meios de utilização em escala desses materiais. Neste trabalho, verificou-se os efeitos da adição de rejeito de mineração de ferro (RMF) impregnado com nanotubos de Carbono (CNT, do inglês Carbon Nanotubes), ou seja, RMF nanoestruturado na formação de argamassas (compósito cimentício), observando o aumento de resistência mecânica e condutividade elétrica. Com isto em vista, foram analisados aqui os efeitos da aplicação dos nanotubos de Carbono de paredes múltiplas (MWCNT, do inglês Multi-Wall Carbon Nanotubes) em argamassas, com diferentes concentrações de CNTs, sintetizados in situ sobre RMF, utilizando um método inovador de dispersão do nanomaterial, sem a utilização de elementos de funcionalização, aditivos e/ou surfactantes, e mão de obra especializada. Foram realizados ensaios mecânicos de tração na flexão e compressão, medições da absorção de água por imersão, medições da perda de umidade por tratamento térmico, medições elétricas e caracterizações físicas e químicas, comprovando a eficiência da dispersão pelo método proposto. As amostras estudadas foram preparadas com concentrações de MWCNT de 0,12%, 0,20% e 0,80% de CNTs em relação a massa de cimento no traço, obtendo, nos ensaios mecânicos, um aumento de 16%, 27% e 30% na tração na flexão, respectivamente. Com a caracterização elétrica, foi observado um aumento de 2266,35% na condutividade elétrica da amostra CNT 0,80%. Nas medições da absorção de água por imersão, foi observada a diminuição da absorção de água com o aumento da concentração de CNTs nas amostras, devido ao caráter hidrofóbico do CNT. Da avaliação da perda de umidade por tratamento térmico, foi observado um comportamento concordante com a literatura quanto a perda de água física (abaixo de 300°C), aumentando a taxa de evaporação com o aumento da concentração de CNT nas amostras. Junto à caracterização por difração por raio X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier, os resultados obtidos evidenciaram a homogênea dispersão dos nanomateriais na argamassa. Assim, este trabalho propôs um novo método de incorporação de CNTs em argamassas de forma eficaz, economicamente viável, simples e utilizando o RMF em um quarto dos agregados no traço da argamassa.
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Mining is an activity with great economic impact; however, the generation of waste such as IOT has caused concern in the scientific community and governments, which has driven the search for ways to use these materials on a large scale. This work verified the effects of adding iron ore tailing (IOT) impregnated with Carbon Nanotubes (CNT), i.e., nanostructured IOT in the manufacture of mortars (cementitious composite), observing the increase in mechanical resistance and electrical conductivity. With this in mind, the effects of applying multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in mortars with different concentrations of CNTs, synthesized in situ on IOT, using an innovative method of dispersion of the nanomaterial, without the use of functionalization elements, additives and/or surfactants, and specialized labor, were investigated. Mechanical tensile tests in flexion and compression, water absorption tests by immersion, moisture loss tests by heat treatment, and electrical tests and characterizations (morphological, chemical, and microstructural) were performed, proving the efficiency of dispersion by the proposed method. The samples studied were prepared with MWCNT concentrations of 0.12%, 0.20%, and 0.80% of CNTs by the weight of cement in the mix, obtaining, in mechanical tests, an increase of 16%, 27% and 30% in flexural traction, respectively. With the electrical tests, an increase of 2266,35% in the electrical conductivity of the 0.80% CNT sample was observed. In the immersion absorption test, a decrease in water absorption was observed with an increase in the concentration of CNTs in the samples due to the hydrophobic nature of the CNTs. From the evaluation of moisture loss due to heat treatment, a behavior was observed in agreement with the literature regarding the loss of physical water (below 300°C), increasing the evaporation rate with the increase in the concentration of CNT in the samples. Together with X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and infrared spectroscopy (FTIR) tests, the results obtained show the homogeneous dispersion of nanomaterials in the mortar. Thus, this work proposed a new method for incorporating CNTs into mortars in an effective, economically viable, and simple way using IOT in a quarter of the aggregates in the mortar mix.
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ÁGATA MAYARA PAULA PONTES
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ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DO Al NA MICROESTRUTURA, DUREZA E RESISTÊNCIA À OXIDAÇÃO DE LIGAS MULTICOMPONENTES PRINCIPAIS COMPOSTA POR WMoNbTiCrAlx (x = 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1)
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Orientador : GEOVANI RODRIGUES
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MEMBROS DA BANCA :
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VANESSA MOTA CHAD
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ALFEU SARAIVA RAMOS
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ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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GEOVANI RODRIGUES
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KATIA REGINA CARDOSO
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NABIL CHAIA
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Data: 11/07/2024
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Ligas de metais refratários multicomponentes têm sido objeto de estudo com o objetivo de competir com as superligas de níquel, devido às suas elevadas temperaturas de fusão e às propriedades mecânicas promissoras, como alta dureza e alta tensão ao escoamento em temperaturas elevadas. Contudo, uma desvantagem significativa dessas ligas é sua baixa resistência à oxidação em altas temperaturas. Para contornar esse problema, sabe-se que a adição de alumínio contribui para melhorar a resistência à oxidação, formando uma camada protetora de alumina, além de reduzir a densidade. Este estudo analisou a influência do alumínio na microestrutura, densidade, dureza e resistência à oxidação de cinco novas ligas refratárias multicomponentes produzidas por fusão a arco a partir de elementos brutos, WMoNbTiCrAlx (x = 0, 0,25, 0,5, 0,75 e 1) (mol %). As análises microestruturais foram realizadas por Microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios X (DRX) em todas as condições das ligas (fundidas e tratadas termicamente a 1200 °C por 24 horas), com análises de difração de retroespalhamento de elétrons (EBSD) nas ligas tratadas. O software ThermoCalc auxiliou na interpretação dos resultados experimentais em relação às fases em equilíbrio e suas composições. As ligas fundidas exibiram uma fase CCC altamente segregada com estrutura dendrítica. Após o tratamento térmico, as ligas mantiveram predominantemente a fase CCC, com menor quantidade de precipitação da fase Laves. Testes de nanoindentação revelaram que a adição de alumínio aumentou a dureza de 10,5 para 12,2 GPa, enquanto a densidade da liga diminuiu com o aumento do teor de alumínio, passando de 9,7982 para 8,7745 g/cm³. Quanto aos ensaios termogravimétricos (TGA), o alumínio demonstrou benefícios para melhorar a resistência à oxidação. A liga Al0,25 apresentou o maior ganho de massa, cerca de 40 mg/cm², enquanto a liga Al1 mostrou o menor ganho de massa, aproximadamente 9 mg/cm².
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Multi-principal element alloys based on refractory metals have been the subject of study with the aim of competing with nickel super alloys due to their high melting temperatures and promising mechanical properties such as high hardness, thermal stability, and elevated temperature yield strength. However, a major drawback of refractory metal-based alloys is their low oxidation resistance at high temperatures. To overcome this problem, it is known that the addition of aluminum helps to improve resistance to oxidation, forming a protective layer of alumina in addition to reducing density. This study analyzed the influence of aluminum on the microstructure, hardness, and oxidation resistance of five new multicomponent refractory alloys produced by arc melting from raw elements, WMoNbTiCrAlx (x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, and 1) (mol %). Microstructural analyses were carried out by scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction in all alloy conditions (cast and heat treated at 1200 °C for 24 hours), with electron backscattered diffraction (EBSD) analyses in the treated alloys. ThermoCalc software assisted in interpreting experimental results regarding equilibrium phases and their compositions. The cast alloys exhibited a highly segregated BCC phase with a dendritic structure. After heat treatment, the alloys predominantly maintained the BCC phase, with minor precipitation of the Laves phase. Nanoindentation tests revealed that the addition of aluminum increased hardness from 10.5 to 12.2 GPa, while the density of the alloy decreased with increasing aluminum content, from 9.7982 to 8.7745 g/cm³. In thermogravimetric tests (TGA), aluminum demonstrated benefits in improving oxidation resistance. The Al0.25 alloy showed the highest mass gain, approximately 40 mg/cm², while the Al1 alloy showed the lowest mass gain, approximately 9 mg/cm².
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EDUARDO SERAFIM SILVA
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RELAÇÃO DO CONTROLE DA POROSIDADE COM A BIOCOMPATIBILIDADE DAS LIGAS Ti-2Si-1B e Ti-6Si-3B OBTIDAS POR MOAGEM DE ALTA ENERGIA
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Orientador : DANIELA SACHS
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MEMBROS DA BANCA :
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ALFEU SARAIVA RAMOS
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DANIELA SACHS
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LARISSA MAYRA DA SILVA RIBEIRO
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MARIA AUXILIADORA DE BARROS MARTINS
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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PATRÍCIA CAPELLATO
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Data: 30/08/2024
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Produziu-se duas ligas de Ti-Si-B (a saber: Ti-2Si-1B, Ti-6Si-3B) por MOAGEM DE ALTA ENERGIA (MAE). A MAE se deu com rotação de 200rpm, na proporção 1:20 massa/bola observando tempos de 4h e 8h, para homogeneização. Avaliou-se a melhor temperatura de sinterização, a saber: 1250°C, para o tempo de tratamento de 4h. Dessa forma, caracterizou-se o material quanto as variações de fases e porosidade para estabelecer os melhores parâmetros para ambas as ligas. Análises de granulometria, MEV, DTA/TG, DRX, MO, densidade, além dos ensaios de microdureza, molhabilidade e crescimento celular também foram realizados para melhor caracterização do material obtido.
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Two Ti-Si-B alloys (namely: Ti-2Si-1B, Ti-6Si-3B) were produced by HIGH ENERGY MILLING (MAE). The MAE was carried out with a rotation of 200rpm, in a proportion of 1:20 mass/ball, observing times of 4h and 8h, for homogenization. The best sintering temperature was evaluated, namely: 1250°C, for a treatment time of 4h. In this way, the material was characterized in terms of phase variations and porosity to establish the best parameters for both alloys. Granulometry, SEM, DTA/TG, XRD, MO, density analyses, in addition to microhardness, wettability and cell growth tests were also carried out to better characterize the material obtained.
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FERNANDA MAGALHÃES DE OLIVEIRA CAMPOS
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AVALIAÇÃO DE MÉTODOS DE UNIÃO DE MATERIAIS COMPÓSITOS TERMOPLÁSTICOS
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Orientador : ANTONIO CARLOS ANCELOTTI JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO CARLOS ANCELOTTI JUNIOR
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CARLA JÚNIA SANTOS
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LORENA CRISTINA MIRANDA BARBOSA
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LUIZ CLAUDIO PARDINI
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MARIA ELENA LEYVA GONZALEZ
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RICARDO MELLO DI BENEDETTO
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Data: 05/12/2024
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O presente trabalho apresenta a metodologia aplicada para a fabricação de placas de material compósito fibra de carbono e resina Elium®150 por meio do método de transferência de resina assistida a vácuo para a confecção de corpos de prova e descreve o uso de técnicas de união de materiais, colagem e soldagem por aquecimento com luz infravermelha e uso desta resina para efetuar a união de materiais compósitos. A resina Elium® foi caracterizada termicamente por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), análise dinâmico mecânica (DMA) e análise termomecânica (TMA). A fim de comparar os resultados com diferentes reforços, foram confeccionadas placas de resina Elium ® e tecido de fibra de vidro. A análise por DSC da resina pura resultou em uma temperatura de pico de cura de 82,92ºC, Tg DSC: 94,16ºC e entalpia 216,63 J/g. Os resultados por DMA mostraram Tg DMA da resina pura de 50,82ºC, Tg DMA da fibra de carbono de 71,9ºC e Tg DMA da fibra de vidro de 98,47ºC; TMA resultaram em Tg TMA de 91ºC para a fibra de carbono e 93ºC para a fibra de vidro. Por TGA observou-se a temperatura de início da degradação de cerca de 300ºC para a resina e materiais compósitos. Os ensaios de ultrassom não detectaram defeitos ou vazios nas placas de compósito de vidro ou carbono. Parâmetros de processamento foram estabelecidos usando 150, 175 e 200 ºC na etapa de aquecimento e 0,4 ou 0,5 MPa de pressão durante a consolidação no processo de soldagem. Ensaios de cisalhamento demonstraram maiores valores de tensão de cisalhamento de 14,6 MPa para amostras de compósito com reforço de fibra de vidro processadas a 150ºC e pressão de 0,4 MPa. As amostras de fibra de vidro revelaram melhor ancoragem entre a fibra e a matriz devido à compatibilidade química mais eficaz. Em contraste, as amostras de fibra de carbono apresentaram falhas adesivas significativas, com a resina se desprendendo da fibra, indicando adesão insuficiente. Este comportamento é consistente com a perda de rigidez da matriz observada através da DMA, particularmente em temperaturas de soldagem mais altas. As amostras coladas exibiram maior resistência ao cisalhamento, pois foram processadas abaixo da temperatura de transição vítrea determinada pela técnica DMA.
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This study presents the methodology applied for the manufacturing of composite plates with carbon fiber and Elium®150 resin using the vacuum-assisted resin transfer molding (VARTM) method. Using adhesive bonding and infrared light heating welding at thermoplastic composite materials to obtain samples. The Elium® resin was thermally characterized using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA), and thermomechanical analysis (TMA). Aiming to compare the results with different types of reinforcements, composite plates of Elium® resin matrix and fiberglass and carbon fabric were laminated. DSC analysis of pure resin resulted in peak cure temperature of 82.92ºC, a DSC Tg of 94.16ºC, and an enthalpy of 216.63 J/g. DMA results showed Tg of 50.82ºC for the pure resin, Tg of 71.9ºC for the carbon fiber, and Tg of 98.47ºC fiberglass reinforced polymer. TMA indicated a Tg of 91ºC for carbon fiber and 93ºC for fiberglass. Ultrasonic tests revealed no defects or voids in composite plates of glass or carbon fiber. Based on the thermal characterization results, the process parameters were established as 150, 175 and 200 ºC (heating phase) for temperature and 0.4 or 0.5MPa for pressure at consolidation phase on the welding process. Samples were analyzed by lap shear stress with higher shear stress values (14.6 MPa) observed for the composite samples containing fiberglass reinforcement processed at 150ºC and 0.4 MPa pressure. Fiberglass samples revealed better attachment between fiber and the matrix due to more effective chemical compatibility. In contrast, carbon fiber samples presented significant adhesive failures, with the resin detaching from fiber, indicating insufficient adhesion. This behavior is consistent with the loss of matrix rigidity observed through DMA, particularly at higher welding temperatures. Bonded samples exhibited greater shear strength since they are processed below glass transition temperature determined by DMA technique.
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JONAS MENDES
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DESENVOLVIMENTO E CARACTERIZAÇÃO DE LIGAS MULTICOMPONENTES REFRATÁRIAS À BASE DE AlCrNiNbMoW OBTIDAS POR METALURGIA DO PÓ
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Orientador : GEOVANI RODRIGUES
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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GEOVANI RODRIGUES
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GISELE FERREIRA DE LIMA ANDREANI
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KATIA REGINA CARDOSO
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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RICARDO MELLO DI BENEDETTO
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Data: 12/12/2024
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A projeção de ligas de alta entropia se despontou nos últimos anos como uma alternativa para produção de ligas com propriedades aprimoradas. As ligas de alta entropia são ligas multicomponentes compostas por cinco ou mais elementos principais em razões equiatômicas ou quase equiatômicas. A alta entropia configuracional em uma liga multicomponente, em comparação com ligas convencionais, resulta na estabilização dos elementos de liga em soluções sólidas estáveis. Dentre os grupos de ligas multicomponentes destacam-se as ligas de alta entropia refratárias, são constituídas por elementos refratários e consideradas uma inovação significativa nos padrões do desenvolvimento de materiais para aplicações em alta temperatura.
Assim, esses materiais devem garantir estabilidade térmica, resistência ao desgaste e à oxidação em altas temperaturas e em ambientes oxidantes. Tradicionalmente, essas ligas são produzidas por meio de fusão, uma das técnicas de fabricação mais populares, no entanto, a possibilidade de se obter estruturas heterogêneas com segregação elementar e outros defeitos cristalinos, como discordâncias e contornos de grãos, são maiores. Para contornar a situação, será adotado o processo de produção via metalurgia do pó como processo de produção alternativo. Este método de fabricação promove a solubilidade no estado sólido e a formação de ligas homogêneas, conferindo ao produto final propriedades equivalentes às obtidas por fusão. Além disso, o processo oferece significativo ganho energético, tornando-se uma alternativa viável aos métodos de manufatura tradicionais. Em vista disso, este trabalho tem como objetivo produzir e caracterizar microestruturalmente cinco combinações da liga multicomponente refratária à base de AlCrNiNbMoW, fabricadas por metalurgia do pó. Serão variadas as proporções atômicas de Al e Cr em taxas de 25%, desde a razão equiatômica até a substituição total do alumínio pelo cromo, com o intuito de avaliar a influência dessas variações na formação das fases e resistência à oxidação. Os resultados revelaram que todas as ligas produzidas apresentaram uma composição microestrutural semelhante, caracterizada pela formação de uma solução sólida de estrutura cristalina CCC e fase Laves. Os ensaios de oxidação resultaram em óxidos de alumínio, nióbio, cromo e tungstênio. A liga que apresentou menor ganho de massa foi a liga Al4,2Cr29,2, sendo, 0,037 g/cm2. A redução do teor de alumínio nas ligas produzidas mostrou-se benéfica, pois promoveu uma diminuição proporcional no ganho de massa. Os estudos realizados nesta tese possibilitam a exploração do potencial dos quatro efeitos da alta entropia na projeção de novas ligas multicomponentes refratárias produzidas via metalurgia do pó e que resultam na formação soluções sólidas de estrutura cristalina CCC e fase Laves observadas por meio de caracterização microestrutural e difração de raios X. Esta tese explora o potencial dos quatro efeitos da alta entropia na elaboração e compreensão de novas ligas multicomponentes refratárias produzidas por metalurgia do pó. Os estudos realizados demonstram que essas ligas formam soluções sólidas simples de estrutura cristalina CCC e fase Laves, confirmadas por caracterização microestrutural e difração de raios X.
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The development of high-entropy alloys has become in recent years as an alternative for producing alloys with enhanced properties. High-entropy alloys are multicomponent alloys composed of five or more main elements in equiatomic or near-equiatomic ratios. The high configurational entropy in a multicomponent alloy, compared to conventional alloys, results in the stabilization of alloying elements in stable solid solutions. Among the groups of multicomponent alloys, refractory high-entropy alloys stands out; they are composed of refractory elements and are considered a significant innovation in the development of materials for high-temperature applications. Thus, these materials must ensure thermal stability, wear resistance, and oxidation resistance at high temperatures and in oxidizing environments. Traditionally, these alloys are produced through melting, one of the most known manufacturing techniques. However, this method increases the probablility of heterogeneous structures with elemental segregation and other crystal defects, such as dislocations and grain boundaries. To solve this troublesome, powder metallurgy will be adopted as an alternative production method. This manufacturing method promotes solubility in the solid state and the formation of homogeneous alloys, providing the final product with properties equivalent to those obtained by melting. Additionally, the process offers significant energy savings, making it a viable alternative to traditional manufacturing methods. Taking into consideration, this work aims to produce and microstructurally characterize five combinations of the refractory multicomponent alloy based on AlCrNiNbMoW, manufactured by powder metallurgy. The atomic proportions of Al and Cr will be varied in 25% increments, from the equiatomic ratio to the total substitution of aluminum by chromium, to evaluate the influence of these variations on phase formation and oxidation resistance. The results revealed that all produced alloys exhibited a similar microstructural composition, characterized by the formation of a solid solution with a BCC crystalline structure and Laves phase. Oxidation tests resulted in the formation of oxides of aluminum, niobium, chromium, and tungsten. The alloy with the lowest mass gain was Al4.2Cr29.2, at 0.037 g/cm². The reduction in aluminum content in the produced alloys proved beneficial, as it proportionally decreased the mass gain. The studies carried out in this thesis enable the exploration of the potential of the four high-entropy effects in the design of new refractory multicomponent alloys produced via powder metallurgy, resulting in the formation of solid solutions with a BCC crystalline structure and Laves phase observed through microstructural characterization and X-ray diffraction. This thesis explores the potential of the four high-entropy effects in the development and understanding of new refractory multicomponent alloys produced by powder metallurgy. The studies demonstrate that these alloys form simple solid solutions with a BCC crystalline structure and Laves phase, confirmed by microstructural characterization and X-ray diffraction.
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